電路和電路元件PPT課件

1、1.1 電路和電路的基本物理量第1頁/共72頁放大器揚(yáng)聲器話筒手電筒電路擴(kuò)音器示意圖1、電路的概念 電路是電流的通路，是為了實(shí)現(xiàn)某種應(yīng)用目的，將若干電工、電子器件或設(shè)備按一定方式所組成的整體。電路第2頁/共72頁發(fā)電機(jī)升壓變壓器降壓變壓器電燈電動(dòng)機(jī)電爐.輸電線電源: 提供電能的裝置中間環(huán)節(jié)：傳遞、分配和控制電能的作用負(fù)載: 取用電能的裝置2、電路的分類依據(jù)電路的作用，可將電路分為兩類。 (1) 用于實(shí)現(xiàn)電能傳輸和轉(zhuǎn)換的電路 強(qiáng)電電路電壓較高、電流和功率較大電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖第3頁/共72頁(2) 實(shí)現(xiàn)信號(hào)傳遞與處理的電路直流電源: 提供能源負(fù)載信號(hào)源: 提供信息放大器揚(yáng)聲器話筒弱電電路電壓較低、電

2、流和功率較小擴(kuò)音器示意圖第4頁/共72頁電路元件和電路模型（1）實(shí)際電路元件和理想電路元件 實(shí)際電路元件：構(gòu)成電路的電工、電子器件或設(shè)備。 理想電路元件： 具有某種確定的電磁性質(zhì)的假想元件，它們及其組合，可以反映出實(shí)際電路元件的電磁性質(zhì)和電路的電磁現(xiàn)象。 理想電路元件主要有電阻元件、電感元件、電容元件和電源元件等。開關(guān)R+RoES+UI燈泡電池導(dǎo)線（2）實(shí)際電路和電路模型第5頁/共72頁電流、電壓及其參考方向1. 電流及其參考方向電流：電路中帶電粒子在電源的作用下有規(guī)則的移動(dòng)形成電流。電流的實(shí)際方向：正電荷移動(dòng)的方向。電流的大?。弘姾闪繉?duì)時(shí)間的變化率：dqidt直流電流電流的大小和方向不隨時(shí)間

3、變化。電流的參考方向任意假定的實(shí)際方向(用箭頭表示)。交流電流電流的大小和方向隨時(shí)間變化。i 參考方向AB電流的單位：1kA=103A，1mA=10-3A，1 A=10-6AA（安培）、kA、mA、A第6頁/共72頁i 0i 0實(shí)際方向 實(shí)際方向電流的參考方向與實(shí)際方向的關(guān)系：i 參考方向ABi 參考方向ABb . i 0，電流的實(shí)際方向與參考方向相同； R1 i R2 + u - + R3 + 1 0 V + 2 0 V _ 3 0 V _ _ i2iiAiAiAi,例1: 判斷各支路電流的實(shí)際方向1i3i2iAiAiAi,第7頁/共72頁2. 電壓及其參考方向電流的參考方向有兩層含義：1）

4、 電流的參考方向可以任意指定。2） 在指定的參考方向下，從電流數(shù)值的正、負(fù)來確定的實(shí)際方向。 電壓dwudq電壓的實(shí)際方向acb單位V (伏)、kV、mV、V第8頁/共72頁直流電壓交流電壓電壓的參考方向U+電壓的參考方向與實(shí)際方向的關(guān)系： a . u 0，電壓的實(shí)際方向與參考方向相同； b. u 0 吸收正功率 (實(shí)際吸收)P0 發(fā)出正功率 (實(shí)際發(fā)出)P1VuBE/VOiB/A2uCE/VOiC/mA4682468100AIB=0飽和區(qū)截止區(qū)放大區(qū)80A60A40A20A第58頁/共72頁截止區(qū)：IB=0 曲線一下區(qū)域 特點(diǎn)：集電結(jié)、發(fā)射結(jié)均反向偏置，無放大作用，IC=ICEO0 ，集電極

5、與發(fā)射極相當(dāng)于斷開的開關(guān)用于開關(guān)電路。 飽和區(qū)：UCEUBE的區(qū)域 特點(diǎn)：發(fā)射結(jié)、集電結(jié)均正向偏置，無放大作用, 有IC，但UCE=UCES0（約0.3V），集電極與發(fā)射極相當(dāng)于接通的開關(guān)用于開關(guān)電路。2uCE/VOiC/mA4682468100AIB=0飽和區(qū)截止區(qū)放大區(qū)80A60A40A20A放大區(qū)： 特點(diǎn)：發(fā)射結(jié)正向偏置，集電結(jié)反向偏置，有放大作用用于放大電路。 第59頁/共72頁2. 主要參數(shù)電流放大系數(shù) CCEOCBBIIIII （直流）CBII (交流)穿透電流ICEO集電極最大允許電流ICM集電極最大允許耗散功率PCM集電極發(fā)射極反向擊穿電壓U(BR)CEO第60頁/共72頁簡(jiǎn)化

6、的小信號(hào)模型1. 受控源概念受控源非獨(dú)立電源輸出電壓或電流受電路中另一電壓或電流的控制。電壓控制電壓源（VCVS）電壓控制電流源（VCCS） 電流控制電壓源（CCVS）電流控制電流源（CCCS）四種類型：第61頁/共72頁四種受控源符號(hào)：VCVSVCCSCCVSCCCS第62頁/共72頁2晶體管的簡(jiǎn)化小信號(hào)模型 晶體管工作在放大區(qū)，即: B-E之間，工作在輸入特性的近似線性區(qū)，用電阻rbe模擬。 26(1)BEbebBEUrrII用電流控制電流源模型 。rb=200 IE單位mA。C-E之間，IC=IB。IC與UCE基本無關(guān)。第63頁/共72頁部分晶體管的照片第64頁/共72頁1.6 絕緣柵場(chǎng)

7、效應(yīng)晶體管基本結(jié)構(gòu)和工作原理特性曲線和主要參數(shù)簡(jiǎn)化的小信號(hào)模型第65頁/共72頁基本結(jié)構(gòu)和工作原理類型： N溝道絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管（NMOS） P溝道絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管（PMOS） 增強(qiáng)型絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管 耗盡型絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管1. 基本結(jié)構(gòu)耗盡型NMOS管結(jié)構(gòu)G 柵極S 源極D 漏極耗盡型NMOS第66頁/共72頁 在二氧化硅絕緣層中摻入大量正離子，不加UGS 在兩個(gè)N +區(qū)之間存在N型導(dǎo)電溝道。 增強(qiáng)型NMOS管結(jié)構(gòu) 在二氧化硅絕緣層中摻入少量正離子，尚未形成導(dǎo)電溝道, 只有加入足夠大的UGS時(shí)才形成導(dǎo)電溝道。P溝道MOS管的符號(hào) 增強(qiáng)型NMOSGDSB增強(qiáng)型PMOS耗盡型PMOSGDSBGDSB第67頁/共72頁2. 工作原理 在D-S間外加電源UDD，加于G-S間的電壓UGS變化時(shí)，漏極電流ID變化。UGS控制ID 電壓控制型器件。 對(duì)耗盡型NMOS，UGS可正可負(fù)； 對(duì)增強(qiáng)型NMOS，UGS為正。 第68頁/共72頁特性曲線和主要參數(shù)1. 特性曲線輸出特性： ()DDSGSif UU常數(shù)轉(zhuǎn)移特性： ()DGSDSif UU常數(shù)耗盡型NMOS管的特性曲線 增強(qiáng)型MOS管的轉(zhuǎn)移特性NMOS管PMOS管第69頁/共72頁2. 主要參數(shù)夾斷電壓UGS(off) 耗盡型MOS管參數(shù)。開啟電壓 增強(qiáng)型MOS管參數(shù)。 飽和漏極電流IDSS 耗盡型MOS管參數(shù)。低頻跨導(dǎo)gm 最大漏極電流IDM 最